(57)【要約】【課題】ガラス繊維ストランドからチョップドストランドを製造するためのカッターロールの切刃による磨耗を減少する。【解決手段】回転する受けロールと、多数の切刃が刃受け部のスリット溝に下端部を挿入して放射状に離隔して軸方向に配設されているカッターロールとを備え、両ロールの間に送られたガラス繊維ストランドを前記切刃で切断するガラス繊維ストランド切断装置であって、前記カッターロールの刃受け部を軸部と実質的に一体になっている固定刃受け部と着脱可能に固定されている円筒刃受け部とから形成し、該刃受け部の両端および固定刃受け部と円筒刃受け部の間にカッターロールの刃受け部より硬い材質のリングを設け、前記切刃の下端を該リングに接触係合させて切刃の切断荷重を該リングで実質的に支持する。【選択図】図１
2007137750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する受けロールと、多数の切刃が周囲に放射状に離隔して軸方向に配設されているカッターロールとを備え、前記切刃はカッターロールの刃受け部の外周に形成したスリット溝に下端部を挿入して取り付けられており、前記カッターロールを受けロールに圧接して回転させ、両ロールの間に送られたガラス繊維ストランドを前記切刃で切断するガラス繊維ストランド切断装置であって、前記カッターロールの刃受け部は軸部と実質的に一体になっている固定刃受け部と該固定刃受け部の両側または片側の軸部に着脱可能に固定されている円筒刃受け部とからなり、該刃受け部の両端および固定刃受け部と円筒刃受け部の間にはカッターロールの刃受け部より硬い材質のリングが設けられており、前記切刃の下端を該リングに接触係合させて切刃の切断荷重を該リングで実質的に支持することを特徴とするガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項２】
前記カッターロールの刃受け部が軸部と実質的に一体になっている固定刃受け部とその両側に着脱可能に設けられた円筒刃受け部とから形成されており、前記リングが固定刃受け部と円筒刃受け部の間、および各円筒刃受け部の固定刃受け部と反対側の端部に配設されている請求項１に記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項３】
前記リングがすべて継ぎ目のないドーナツ状リングである請求項２に記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項４】
前記切刃の、カッターロールの刃受け部とリングで保持されている部分の長さを（ａ）、（ａ）のうちリングで保持される部分の合計幅を（ｂ）とするとき、（ａ）に対する（ｂ）の割合が５〜５０％である請求項１、２または３に記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項５】
前記リングの硬度が、切刃の硬度と同一かそれより軟らかい請求項１〜４のいずれかに記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項６】
前記切刃がカッターロールの刃受け部の外周にカッターロールの回転軸と平行に設けられている請求項１〜５のいずれかに記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項７】
カッターロールの刃受け部の外周に放射状に配設されている前記切刃の間に、切断されたガラス繊維ストランドを切刃間から排除するための排出手段が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【請求項８】
前記排出手段が、前記切刃の間に切刃と平行に弾性的に張設されている線材、または前記切刃の間に切刃と平行に架設されている薄板である請求項７に記載のガラス繊維ストランドの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維ストランドの切断装置、特にガラス繊維ストランドからチョップドストランドを製造する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維ストランドを切断してチョップドストランドを製造する際には、回転体の外周に多数の切刃を放射状に備えたカッターロールを、外周にウレタンゴム等が取り付けられている受けロールに圧接させて回転させ、両ロールの間でガラス繊維ストランドを挟んで前記切刃により切断する切断装置が用いられている。このような切断装置の一例が特許文献１乃至３に開示されている。
【０００３】
すなわち、図９に示すようにカッターロール１は、切刃４を取り付ける本体部８と、その両側に形成した縮小径部のボス部１４と、さらにその両側の軸受部１５と、回転力を伝えるプーリーを固定する軸部１６とを有する。本体部８の外周には、図１０に示す如く半径方向に所定間隔で多数のスリット溝１０が本体部８の全長にわたって回転軸と平行に形成されており、このスリット溝に切刃４の下端部が挿入される。これにより、本体部８の外周に切刃４が所定の間隔で放射状に立設されたカッターロール１が得られる。
【０００４】
図１１は、このようにカッターロール１に取り付けられた切刃４の取付け部の拡大断面図を示し、すべての切刃がこれと同様に取り付けられる。切刃４は本体部と実質的に同じ長さを有し、その厚さは例えば０．４〜１ｍｍ程度の薄いものである。切刃の厚さがこのように薄い場合には、図１１に示すように切刃の厚さより広い幅のスリット溝１０を形成し、溝と切刃との間にスペーサー９を挿入して切刃が溝内でぐらつかないように固定している。
【０００５】
スリット溝１０に挿入された切刃４の固定は、図９に示すように本体部８の両側のボス部１４に嵌合した刃押え１１を本体部８に係止することによって行われる。すなわち、図示はしないがこの刃押え１１の内側外周部には例えば環状の突出部が設けられており、切刃およびスペーサーの両端部に形成した凹部を該突出部に係合した状態で、該刃押え１１を本体部８に例えばボルト２２で固定することにより、切刃４は体部８にその長手方向と半径方向に固定される。カッターロール１の切刃４と受けロール２の間隔は、図１０に示すように切刃４の先端が受けロール２の表面を僅かに押圧する程度に設定される。
【０００６】
さらに、上記カッターロールの切刃と切刃の間には、図９および図１０に示すように線材２７がカッターロール１の半径方向に弾性的に移動できるように張設されており、この線材の移動により切刃の間にあるチョップドストランド１３が外方向に弾き出され、排除されるようになっている。
【０００７】
このようなカッターロールにおいて、切刃の硬度は例えば８００ＨVであるのに対し、刃受け部の表面硬度は４００〜５００ＨV程度であり、さらに切刃が挿入されるスリット溝部は、加工性から例えば２００ＨＶ程度の硬度となっている。一方、ガラス繊維ストランド２９の切断時には、切刃４が受けロール２でカッターロール１の中心に向かって押圧されるため、本体部のスリット溝に取り付けられた切刃に切断荷重が負荷される。この切断荷重は、切刃の下端が接触係合するスリット溝の底部によって実質的に支持される。その際、スリット溝底部には一定の大きさの切断荷重が連続的に負荷されるのではなく、切断時のみ荷重が負荷されるため、切断のたびごとにつまりカッターロールの一回転ごとに荷重の負荷が繰り返される。
【０００８】
そのため、切刃より硬度が小さいスリット溝の底部は、硬い切刃の下端によって磨耗され、切断装置の稼動時間と共に溝底部の磨耗量が増大する。図１１の陰影部２４は、この磨耗部である。溝底部の磨耗量が増大してくると、切刃がこの磨耗分だけスリット溝に深く挿入されるため、前記したように切刃と切刃の間に線材が張設されている場合には、切刃の先端と線材との距離がその分だけ離れることになる。このように線材が切刃から離れると、線材の可動範囲が広がるために、線材が切刃に接触して切刃を傷つけたり、さらにウレタンゴム製の受けロールに対する線材の押付け力が増大するため、線材が該受けロールを損傷する。
【０００９】
また、線材と切刃との隙間が広くなるため、切断したガラス繊維ストランド（チョップドストランド）がこの隙間に目詰まりしやすくなる。線材の位置を調節することにより、切刃との距離を適正にすることは可能であるが、チョップドストランドの製造を中断してカッターロールを切断装置から取り外し調節しなければならないため、作業効率が低下する。
【００１０】
また、切刃の切断荷重が長さ方向に均一でなくなるため、スリット溝の磨耗量が長手方向で不均一となる。その結果、磨耗量が大きい部分では、切刃の切断荷重が磨耗の小さい部分より減少するために、ガラス繊維ストランドが切断不可または切断不良となる場合がある。このように切断不良になると、チョップドストランドの束が割れてモノフィラメントが発生する頻度が増大し、チョップドストランドの嵩が高くなり切断工程中で目詰まりが発生する。さらに、切刃の長さ方向における切断荷重のばらつきは、切断荷重の大きい箇所にて切刃の破損（刃折れや刃欠け）を招くおそれがある。
【００１１】
このような場合、従来は受けロールとカッターロールとの接圧を大きくして、すなわち切断荷重を高めて切断作業を行っていた。この措置で短時間の切断不良は解消できるが、接圧が過剰となるために長時間の使用には耐えられない。さらに、接圧過剰になると、ウレタンゴム製の受けロールの時間当たりの磨耗量が増大するために、早期においてガラス繊維ストランドの切断不良を招くとともに、切刃の刃先の磨耗量も増大する。
【００１２】
なお、カッターロールの本体部の刃受け部に硬い材質を使用してスリット溝部の硬度を大きくすれば、切刃による溝底部の磨耗を減少させることはできるが、刃受け部の硬度を大きくすると、スリット溝の形成加工が困難となるために、材質としてはスリット溝を経済的に形成できる実用硬度が求められることになり、硬度をむやみに上げられない事情にある。
【００１３】
従来のガラス繊維ストランドの切断装置は、上記したようにカッターロールのスリット溝底部の切刃による時間当たり磨耗量が大きく、かつその磨耗がカッターロールの長手方向（軸方向）に不均一であり、そのうえ受けロールの損傷も大きいために、磨耗量や損傷が一定以上に達した時点でカッターロールと受けロールを取り替えて、切断不良を防止していた。このため、カッターロールおよび受けロールの交換頻度が多くなり、交換時における作業の中断により作業効率が低下し、生産性が著しく低下するという問題があった。
【００１４】
さらに、このように頻度の多い交換は、生産性の低下ばかりでなく、カッターロールと受けロールの製造加工コストの高騰をも招いていた。
【００１５】
【特許文献１】特公昭５７−１６９３６号公報
【特許文献２】実公昭６０−２６０９２号公報
【特許文献３】実開平６−６１９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、カッターロールのスリット溝底部の磨耗量を少なくしてカッターロールの寿命を長くし、チョップドストランドを生産性よく製造できるガラス繊維ストランド切断装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明のガラス繊維ストランドの切断装置は、回転する受けロールと、多数の切刃が周囲に放射状に離隔して軸方向に配設されているカッターロールとを備え、前記切刃はカッターロールの刃受け部の外周に形成したスリット溝に下端部を挿入して取り付けられており、前記カッターロールを受けロールに圧接して回転させ、両ロールの間に送られたガラス繊維ストランドを前記切刃で切断するガラス繊維ストランド切断装置であって、前記カッターロールの刃受け部は軸部と実質的に一体になっている固定刃受け部と該固定刃受け部の両側または片側の軸部に着脱可能に固定されている円筒刃受け部とからなり、該刃受け部の両端および固定刃受け部と円筒刃受け部の間にはカッターロールの刃受け部より硬い材質のリングが設けられており、前記切刃の下端を該リングに接触係合させて切刃の切断荷重を該リングで実質的に支持することを特徴とする。
【００１８】
本発明のガラス繊維ストランドの切断装置では、前記切刃の、カッターロールの刃受け部とリングで保持されている部分の長さを（ａ）、（ａ）のうちリングで保持される部分の合計幅を（ｂ）とするとき、（ａ）に対する（ｂ）の割合が５〜５０％であるのが好ましい。
【００１９】
また、前記リングの硬度が、切刃の硬度と同一かそれより軟らかくなっているのが好ましく、また切刃はカッターロールの刃受け部の外周にカッターロールの回転軸と平行に設けられるのが好ましい。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態においては、カッターロールの刃受け部の外周に放射状に配設されている切刃の間に、切断されたガラス繊維ストランドを切刃の間から排除するための排出手段が設けられている。そして、前記排出手段としては、切刃の間に切刃と平行に弾性的に張設されている線材、または切刃の間に切刃と平行に架設されている薄板が好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記したようにカッターロールの刃受け部を軸部と実質的に一体になっている固定刃受け部と該固定刃受け部の両側または片側の軸部に着脱可能に固定されている円筒刃受け部とから形成し、該刃受け部の両端および固定刃受け部と円筒刃受け部の間にカッターロールの刃受け部より硬い材質のリングを設け、刃受け部のスリット溝に取り付けた切刃の下端部を該リングに接触係合させて、切刃の切断荷重を該リングで実質的に支持しているので、刃受け部のスリット溝の切刃による磨耗を減少できる。これにより、カッターロールの寿命が延長され、カッターロールの交換頻度を少なくできるので、チョップドストランドの生産性を向上できると共に、カッターロールの製造加工コストの低減が図れる。
【００２２】
また、磨耗したリングだけを交換すればよいので、カッターロールの刃受け部はダメージが生じるまで繰り返し使用できる。さらに刃受け部を固定刃受け部と着脱可能な円筒刃受け部とで構成しているので、固定刃受け部と円筒刃受け部との間に継ぎ目のないリングを設けて切刃を支持できるため切刃の刃折れを減少でき、さらに該リングの取替えが容易にできると共に、円筒刃受け部だけが損傷したときには、この部分の取替えで済む利点が得られる。
【００２３】
また、上記したようにカッターロールの刃受け部の磨耗を減らすことができるので、受けロールや切刃間に設けられたチョップドストランド排出手段に対する切刃の刃先の変動を少なくできる。これにより、受けロールに対する接圧を従来のように刃受け部の磨耗に対応して高くしなくても、切刃の切断荷重を一定に保つことが可能となり、高品質のチョップドストランドを安定して切断できる。また、排出手段における目詰まりを防ぐことができる。さらにカッターロールの刃受け部の磨耗減少により、受けロールの損傷を少なくし寿命を延ばせるため、受けロールの交換頻度をも従来の切断装置に比べて少なくし、生産性の向上が得られる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、カッターロール刃受け部の複数箇所に配したリングで切刃の下端部を支持し、その際、切刃の長さ方向の５〜５０％をリングで支持することにより、切刃を安定して保持向において均一化し、受けロールに対する接圧を一様にできるので、ガラス繊維ストランドを安定して切断できる。また、リングを切刃の硬度と同一またはそれより軟らかい材質で形成することにより、切刃の破損を防止しながらリングの磨耗を抑制できる。また、切刃をカッターロールの回転軸と平行に設けることにより、得られるチョップドストランドの切断面がきれいに仕上がるため、チョップドストランドのハンドリング性がよくなり、これによって形状の保持性が向上するので、例えば空送時の配管内における散ける割合を少なくできる。
【００２５】
さらに、本発明のガラス繊維ストランドの切断装置によれば、カッターロールの刃受け部の外周面に放射状に配設した切刃の間に、切断されたチョップドストランドを切刃間から排除するための排出手段を設けることにより、チョップドストランドが切刃間に詰まるのを防止でき、特に該排出手段を隣り合う切刃の間に切刃と平行に弾性的に張設した線材にすると、チョップドストランドを切刃間から確実に排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明のガラス繊維ストランド切断装置（以下、本切断装置とする）の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。但し、以下の図面は、本発明の理解を容易にするために例示したものであり、本発明はこれに限定されない。なお、図９乃至図１１に示した従来のガラス繊維ストランド切断装置と実質的に同一の部分には、同一符号を付し説明を省略することがある。
【００２７】
本切断装置は、複数枚の切刃が外周に放射状に離隔して配設されているカッターロールと受けロールとを備えており、該カッターロールと受けロールとをそれぞれの回転軸を平行に設置し、両ロールの間隔を調節してカッターロールの切刃の刃先を受けロールに圧接させて回転させ、これら両ロールの間に送られるガラス繊維ストランド（以下、ストランドということもある）を前記切刃で切断することにより、チョップドストランドを製造できるようになっている。この基本構成は、図１１〜１２に示す従来の切断装置と実質的に同じである。
【００２８】
本切断装置において、上記受けロールは切刃と実質的に同一の幅を有する円筒状ロールで、その外周面は切刃を損傷しない軟らかさと適度の弾性がある強靭な材質で形成されている。この材質としては、例えばウレタンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴムなどが好ましく使用でき、中でもウレタンゴムは強靭性および弾力性などの点で優れている。
【００２９】
次に、カッターロールについて図面に従って説明する。図１は本発明の典型的なカッターロール１の断面の概略図であり、図２は該カッターロール１の軸部３の正面図である。本例においてカッターロール１の刃受け部は、図１に示すように軸部３と一体になっている固定刃受け部５と、該固定刃受け部の両側に設けた円筒刃受け部７とによって形成されている。したがって、以下の説明で刃受け部というときは、固定刃受け部５と円筒刃受け部７の両方をまとめて指す。
【００３０】
本例のカッターロール１は、固定刃受け部５の両側の軸部３にリング６を嵌合した後、その外側の軸部３に円筒刃受け部７を着脱可能に取り付けし、さらに該円筒刃受け部７の外側にリング６を軸部３に嵌合して設け、固定刃受け部５と円筒刃受け部７に保持された切刃４の下端を前記リング６に接触係合させて、切刃４に負荷される切断荷重をこれらのリング６で支持するように構成されている。
【００３１】
次にカッターロール１の主な構成要素について図面を参照して説明する。
図２に示すように軸部３は中央に前記固定刃受け部５を有し、その両側に円筒刃受け部７とリング６を取り付ける部分を備えており、さらに該軸部の先部にボス部１４と、カッターロール１を回転可能に支持するための軸受け部１５とを有し、該軸受け部１５の一方にはプリー１７（図１参照）を取り付けるための軸１６が設けられている。本例の固定刃受け部５は、例えば１本の鋼材を切削加工することによって軸部３と一体に形成されているが、スリーブ状の固定刃受け部を軸部３に溶接、焼き嵌め、接着などによって固定し一体化してもよい。本発明において、軸部に実質的に一体になっている固定刃受け部とはこのような固定刃受け部をも含んでいることを意味する。
【００３２】
図３は上記軸部３の図２のＡ−Ａ矢視断面図を示す。図３に示すように固定刃受け部５の外周部には、切刃４を取り付けるための多数のスリット溝１０が刃受け部の長手方向に平行にかつ等間隔で放射状に形成されている。この場合、スリット溝１０は切刃４をカッターロールの回転軸に対して所定の角度で取り付けできるように形成することもできるが、通常はチョップドストランドの切断面をきれいに切断できるために、カッターロールの回転軸と平行に設けるのが好ましい。スリット溝１０の幅は切刃４の厚さに合わせて適宜決められる。しかし、切刃４の厚さが薄い場合にはスリット溝１０の形成が困難になるため、切刃４の厚さより広い幅でスリット溝１０を形成し、切刃４とスリット溝１０との間にスペーサー９を挿入して取り付けるのが好ましい（図１１参照）。
【００３３】
また、スリット溝１０の間隔は、スリット溝１０に取り付けられた切刃４の刃先の間隔が、切断するチョップドストランドの長さとなるように決められる。したがって、長いチョップドストランドを切断する場合には、このスリット溝１０の間隔は広くなる。スリット溝１０の深さは切刃４の高さ寸法などによって変わり限定されないが、通常は切刃の高さの半分程度である。
【００３４】
なお、固定刃受け部５の側部には、軸部３に嵌着されたリング６および円筒刃受け部７を固定刃受け部５にボルト２１で固定するためのねじ孔１８が、図２および図３に示すように設けられている。
【００３５】
図４は典型的な円筒刃受け部７を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。本例において、固定刃受け部５の両側に設けられる円筒刃受け部７は同じであり、各円筒刃受け部７は上記固定刃受け部５と実質的に同一の外径と軸部３に正確な精度で嵌合できる内径を有している。また、円筒刃受け部７の長さ寸法は、前記固定刃受け部５とで所定の刃受け部が得られるように定められる。刃受け部における固定刃受け部５と円筒刃受け部７の割合は特定されないが、固定刃受け部５とほぼ同じ長さ寸法の円筒刃受け部７は、切刃４を後述のリング６で均衡させて支持する上で好ましい。しかし、カッターロール１の中央部における切断荷重が相対的に大きい場合には、固定刃受け部５の長さ寸法を短縮して該固定刃受け部５の両側に配置されるリング６の間隔を狭めることにより、切刃４の中央における大きな切断荷重に対応させることができる。
【００３６】
図４（ａ）に示すように円筒刃受け部７の外周部にも固定刃受け部５と同様にスリット溝１０が形成されている。このスリット溝１０の間隔や深さなどの仕様は、前記した固定刃受け部５のスリット溝と実質同じである。両刃受け部のスリット溝の仕様を同一にすることによって、両者のスリット溝を整合させて円筒刃受け部７を軸部３に嵌着すると、円筒刃受け部７の各スリット溝は固定刃受け部５のスリット部にそれぞれ一致するため、固定刃受け部５と円筒刃受け部７の各スリット溝は見かけ上連続し、切刃４を挿入できるスリット溝が得られる。この状態で円筒刃受け部７は固定刃受け部５に固定される。この固定手段は、例えば図４に示すように円筒刃受け部７の円筒部に側端面から円筒軸方向に貫通して２個のボルト孔１９を形成し、必要に応じ円筒刃受け部７を固定刃受け部５に対し微調整してボルトで固定することにより得られる。この円筒刃受け部７の固定については後述する。また、円筒刃受け部７の固定刃受け部５と反対側の端部には、例えば４個のねじ孔２０が円筒の周囲に設けられている。これらのねじ孔２０は、円筒刃受け部７の外側に配置するリング６や後述する保持板１２等を、ボルト２２で円筒刃受け部７に固定するのに用いられる。
【００３７】
なお、円筒刃受け部７の材質は、切刃４の保持性やスリット溝１０の加工性などから通常は固定刃受け部５と同じであるが、これに限定されない。
【００３８】
次に、リング６について図５を参照して説明する。図５の（ａ）はリング６の側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ部における断面図をそれぞれ示す。本例では、固定刃受け部５と円筒刃受け部７との間に設ける２個のリング、および円筒刃受け部７の外側（刃受け部の端部）に設ける２個のリングが同一寸法（形状）になっている。図５はこれらを代表して円筒刃受け部７の外側に設けるリングを示している。
【００３９】
本発明のカッターロール１において、各リング６は軸部３の外径と実質的に同じ内径を有するドーナツ状をなしており、その外周面が刃受け部のスリット溝１０の底面と同一または該底面よりわずかに高くなるように設計される。外周面は平滑面または刃受け部の前記スリット溝に取り付けされた切刃の下端を受け入れできる浅溝面のいずれでもよい。スリット溝１０に取り付けられた切刃４の下端は、従来の切断装置では前記したようにスリット溝１０の底面に接触係合し支持されるが、本発明ではリング６に接触係合し支持される。これにより、切刃４は下端が固定刃受け部５と円筒刃受け部７のそれぞれのスリット溝１０の底面には実質的に接触しないので、ストランドの切断時に切刃４に負荷される全荷重またはそのほとんどがリング６で支持される。
【００４０】
リング６の幅は限定されないが、典型的には３〜３５ｍｍ程度である。このリング６の幅が小さすぎると、後述するように切刃の切断荷重が集中するために、リング６の磨耗が生じやすく、また切刃の破損の要因にもなるので好ましくない。一方、リング６の幅が大きいすぎると、該リング６部における切断時の切刃はリング６に下端が接触しているだけで安定性が悪いため、ストランドを良好に切断することが困難になるばかりでなく、切刃の破損を招くおそれがある。なお、図５（ａ）において２６はリング６を固定するためのボルト孔である。固定刃受け部と円筒刃受け部との間に設けるリング６では、このボルト孔は円筒刃受け部７のボルト孔１９（図４参照）に対応して設けられる。
【００４１】
本発明において、リング６は前記したようにカッターロール１の刃受け部の長手方向に複数個を隔置して設けられる。本例は、図１に示すように固定刃受け部５と円筒刃受け部７との間、および該円筒刃受け部７の外側にほぼ等間隔で合計４個のリング６を設けているが、リング６の数はこれに限定されない。例えば切刃の長さ寸法が短い場合には、図示はしないが固定刃受け部の片側のみに円筒刃受け部を嵌着して刃受け部を形成し、リングを両刃受け部の間と固定刃受け部および円筒刃受け部のそれぞれの外側（刃受け部の端部）に設け、刃受け部に保持された切刃の下端を３個のリングで支持することができる。
【００４２】
また、本発明においてリング６はカッターロールに装着されるすべてが図５（ａ）、（ｂ）に示すような継ぎ目のない一体型のドーナツ状リングであることが好ましい。このような一体型のリングは製造加工性に優れ継ぎ目部で切刃を受けるのを回避できる。しかし、これに限定されないでカッターロールに装着される少なくとも一部のリングを、図示はしないが例えば半円状のもの２個をカッターロールに取り付けする際に合わせてドーナツ状に形成してもよい。このような分離型リングには継ぎ目が生じるため、該継ぎ目部で切刃の下端を受けたとき、切刃の損傷（刃折れ）の発生率が前記一体型リングに比べて高くなるおそれがある。
【００４３】
このように複数個のリング６を刃受け部の長手方向に隔置して設けることで、刃受け部に保持された切刃４の下端をその長手方向の離れた複数箇所において支持することが可能となり、特に継ぎ目のないドーナツ状のリング６を使用するとすべての切刃を継ぎ目のないリング６の外周面で平均的に支持できる。
【００４４】
本発明において、リング６はカッターロール１の刃受け部の材質より硬い材質で形成される。切刃４には硬度が例えば８００ＨＶ程度の硬い材質が用いられるのに対し、カッターロール１の材質としてはスリット溝１０の精密加工性から例えば機械構造用炭素鋼「Ｓ４５Ｃ」が好ましく使用される。かかる炭素鉄鋼材からなる刃受け部の硬度は、前記したように４００〜５００ＨＶ程度であるが、切刃４が挿入されるスリット溝１０部の硬度は、刃受け部の内心部に形成されるため小さくなり通常２００ＨＶ程度である。
【００４５】
本発明は、切刃４の下端を硬い材質のリング６で実質的に支持し、切刃４によるスリット溝１０の底部の磨耗を減少させるために、リング６の材質としては刃受け部より硬い材質が使用される。リング６の硬度は切刃４の硬度によって変えることもあるが、具体的には例えば５００〜９００ＨＶ程度の硬度を有する材質が好ましく、７００〜８００ＨＶ程度の硬度がより好ましい。このような硬度が得られるリング６の材質としては、例えば機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼、マンガンクロム鋼などの鋼材が挙げられ、中でもクロムモリブデン鋼ＳＣＭ３が好ましく使用できる。また、前記鋼材を表面処理や焼入れ処理をして用いてもよい。
【００４６】
本発明のカッターロールにおいて、リング６の切刃４による磨耗はリング６の硬度が大きいほど少なくできるが、リング６の硬度が切刃４の硬度に対し極端に大きくなると、切刃４の損傷や磨耗が生じるおそれがあるので好ましくない。したがって、リング６の硬度は、切刃４の硬度と同じかそれよりわずかに低いのが好ましい。
【００４７】
さらに、切刃４の下端の複数箇所をリング６で支持する場合において、リング６で支持される部分の割合は、刃受け部とリングで保持されている部分の切刃４の長さ寸法に対し５〜５０％であるのが好ましく、１０〜３０％であればより好ましい。これを図１に従って詳述する。切刃４の、カッターロール１の刃受け部とリングで保持されている部分の長さをａ、ａのうち４個のリング６で支持される部分の合計幅をｂとしたとき、ａに対するｂの割合が５〜５０％であるのが好ましい。ｂは４個のリング６の幅がそれぞれｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４であるとき、これらの合計幅（ｂ＝ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）である。ａに対するｂの割合が５％未満では、リング６が切刃４の切断荷重を集中的に受けるため、リング６と切刃４の磨耗量が増大したり、リング６および切刃４が破損するおそれが生じる。また、ａに対するｂの割合が５０％以上では、刃受け部３のスリット溝１０で保持される切刃４の割合が小さくなり、切刃４の半分以上がスリット溝１０で保持されない状態になるため、切刃４の保持が不安定になり良好な切断が得られなくなるおそれがある。なお、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４は同一またはほぼ同一であるのが好ましいが、切刃を安定支持できる範囲であれば異なっていてもよい。
【００４８】
本発明のカッターロールでは、図１に示すようにカッターロール１の切刃４で切断されたチョップドストランドを切刃４の間から排除するための排出手段を、刃受け部に取り付けた切刃４の間に設けるのが好ましい。この種の排出手段は、ガラス繊維ストランドのカッターロールにおいて知られているものと基本は同じである。上記排出手段としては、本例のように離隔された切刃の間に切刃４と平行に張設された線材７が、弾性力を利用して切断されたチョップドストランドを確実に切刃間から排除できる、線材であるので軽量で遠心力の影響を少なくできる、カッターロール１への取り付けが容易にできる、などの点で好ましい。しかし、これに限定されないで、例えば特許文献２に開示されているような薄板等であってもよい。
【００４９】
上記線材７としては、抗張力と引張り強度の大きい弾性材料が好ましく、鋼線特にピアノ線が好適する。鋼線は単線で使用するほか複数の細線を撚り合わせた撚り線として使用することもできる。さらに、切刃４の間には通常１本の線材７が張設されるが、例えば切刃４の間隔が大きい場合には、必要に応じて２本以上設けることもできる。
【００５０】
本例において、線材７は図６に示す保持板１２によって張設できる。保持板12は弾性を有する板材またはばね鋼板より切り取ったドーナツ状板からなり、その外周部に刃受け部に取り付けた切刃４の数に対応してスリット２３が形成されており、該スリットの間の外周に近い周縁部に線材７を取り付けるための切込み２５が設けられている。そして、その内周部に近い部分にボルト孔１９（本例では４個）が形成されている。図７は図６の部分拡大図で、上記スリット２３と切込み２５との様子が詳しく分かる。この保持板１２を両側の刃押え１１の外側に取り付けた後、線材７の両端を該保持板１２の切込み２５に係止することにより線材７を張設できる。つまり、刃受け部に配設された切刃４の間に、線材７を切刃４の刃先のわずかに外側に保持板１２の弾性を利用して張設できる。なお、保持板１２に対する線材７の係止方法は適宜変えられる。
【００５１】
本例のように切込み２５の両側にスリット２３（図７参照）を形成しておくと、両側をスリット２３で切り離された部分がばね片として機能するため、保持板１２に張設された線材７に対するばね作用をより強くでき、さらに各線材７が単独ごとに張力を変えて動作しやすくなる。また、保持板１２に張設した線材７の張力は、必要に応じて各線材ごとまたは例えば両保持板１２の間隔を変えることによりまとめて調節することができる。かかる調節は公知の方法によっても可能である。
【００５２】
このように切刃間に張設された線材は、通常は切刃の先部より僅かに外側で待機しているが、カッターロールの回転に伴い受けロールに押し付けられると、撓んで切刃間に押し込まれ、それと同時に線材の両端が線材中央に引き寄せられるため保持板が内側に撓む。そして、線材が受けロールから離れて開放されると、切刃の間に押し込まれていた線材は、保持板の弾性によってカッターロールの半径方向に移動して元位置に戻るため、その際に切刃の間にあるチョップドストランドを外方向に弾き出し排出する。
【００５３】
本例のカッターロール１は次の手順で得ることができる。すなわち、図８に示すように軸部３と実質的に一体になっている固定刃受け部５の両側の軸部３にリング６を嵌合し、次いでその外側に円筒刃受け部７を嵌着し、円筒刃受け部７に設けたボルト孔１９とリング６に設けたボルト孔にボルト２１を挿通して固定刃受け部５のねじ孔１８（図３参照）に螺合し、リング６と円筒刃受け部７を固定刃受け部５に固定する。その際、固定刃受け部７の外周に形成されているスリット溝と円筒刃受け部５のスリット溝とを整合させる。これにより、円筒刃受け部７は軸部３の周方向と軸方向に固定され、リング６は固定刃受け部７と円筒刃受け部５とで挟持されて固定され、固定刃受け部５と円筒刃受け部７の外周面に形成された各スリット溝は見かけ上連続するスリット溝を形成する。
【００５４】
次いで、軸部３に固定された円筒刃受け部７の外側にリング６を軸部３に嵌合したあと、切刃４の下端部を上記スリット溝に挿入し、更に必要に応じてスリット溝と切刃４との間にスペーサーを差し込み切刃４をカッターロール１の刃受け部に取り付ける。次いでカッターロール１のボス部１４に刃押え１１を嵌合し、該刃押え１１で切刃４の端部を固定する。すなわち、この刃押え１１の内側外周部には、環状突出部２８が設けられており、一方切刃４およびスペーサーの両端部には前記環状突出部２８に係合するくぼみが設けられており、該突起部とくぼみとを係合させることにより、切刃４とスペーサーは刃受け部のスリット溝から離脱しないように係止される。さらに、刃押え１１の外側に保持板１２を当て、この状態でボルト２２を刃抑え１１とリング６のボルト孔２６（図５（ａ）参照）に挿通して円筒刃受け部７のねじ孔２０（図４参照）に螺合する。
【００５５】
これにより、切刃４とスペーサーは刃受け部の長手方向と半径方向に固定される。そして、切刃４の下端が固定刃受け部７と円筒刃受け部５との間に設けた２個のリング６と、円筒刃受け部７の外側に設けた２個のリング６に接触係合され、切刃４はこれらのリング６によって支持される。なお、チョップドストランドの排出手段である線材７は、ボルト２２で固定された上記保持板１２に取り付けする。
【実施例】
【００５６】
例１、例２および例３の３種類のカッターロールとウレタンゴム製の受けロールとで、各カッターロール毎に５台の切断装置を用意し、ガラス繊維ストランド（平均繊維径１０μｍのＥガラスフィラメント１０００本の束）を、これらの切断装置を使用して同一の切断条件（カッターロールの周速度：５００ｍ／分）で連続的に切断し約３ｍｍのチョップドストランドを製造した。
【００５７】
実験は、各カッターロール毎の5台の切断装置で８時間／回のチョップドストランドの製造を１９回（合計９５回）実施し、この間、カッターロールおよび受けロールを看視して、切刃の損傷（刃折れ）頻度と受けロールの交換頻度を調査した。刃折れの頻度は合計９５回の切断中に発生した刃折れの延べ回数であり、受けロールの交換頻度は上記の切断中における延べ交換回数である。
【００５８】
例１のカッターロールは刃受け部にリングを有しない従来構造であり、例２と例３のカッターロールは図１に示すカッターロールと実質同じ基本構造のものである。例２および例３のカッターロールにおいて刃受け部の両端に設ける２個のリングは両者とも継ぎ目のない一体型であるが、固定刃受け部の両側（固定刃受け部と円筒刃受け部との間）に設ける２個の中央リングは、例２が半円形リングを合わせてなる分離型のリングであるのに対し、例３は継ぎ目のない一体型のリングを使用した。その結果を表１に記載する。表１において例1は比較例、例２および例３は実施例である。
【００５９】
なお、カッターロールの上記構造を除くその他の条件はすべて同一であり、切刃の硬度が８００ＨＶ、カッターロールの刃受け部（切刃を挿入するスリット溝部）の硬度が２００ＨＶ、リングの硬度が７００ＨＶのものを使用した。
【００６０】
【表１】
2007137750.tif 000003
（備考）
ａ：切刃の刃受け部に取り付けされている部分
ｂ：リングで支持されている部分の合計幅
【００６１】
表１に示すように例１（比較例）の従来のカッターロールでは、９５回の切断中に刃折れが３７回（刃折れ率：３８．９％）発生し、受けロールは５７回の交換が必要であった。これに対し、両端に配した一体型２個と中央に配した分離型２個のリングで切刃を支持する例２（実施例）では、刃折れ発生回数が１２回（刃折れ率：１２．６％）、受けロールの交換頻度が１９回に減少し、ともに例１の１／３に低減した。
【００６２】
さらに、中央に配する２個の上記リングに継ぎ目のない一体型のリングを使用する例３（実施例）では、刃折れを１回（刃折れ率：１．１％）に改善することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、カッターロールの刃受け部の切刃による磨耗および受けロールの損傷を減少できるので、カッターロールおよび受けロールの交換頻度を少なくでき、高品質のチョップドストランドを生産性よく製造するのに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係わるカッターロールの断面概略図である。
【図２】図１のカッターロールの軸部の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】（ａ）は図１の円筒刃受け部の側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ部の断面図である。
【図５】（ａ）は図１のリングの側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ部の断面図である。
【図６】図１の保持板の正面概略図である。
【図７】図６の一部分の拡大図である。
【図８】図１のカッターロールの一部拡大断面図である。
【図９】従来のカッターロールの部分断面図である。
【図１０】切断装置の切断部の部分拡大図である。
【図１１】切断装置の切刃の取付け部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：カッターロール                        ２：受けロール
３：軸部                                  ４：切刃
５：固定刃受け部                          ６：リング
７：円筒刃受け部                          ８：本体部
９：スペーサー                            １０：スリット溝
１１：刃押え                              １２：保持板
１３：チョップドストランド                １４：ボス部
１５：軸受部                              １６：軸
１７：プーリー                            １８：ねじ孔
１９：ボルト孔                            ２０：ねじ孔
２１，２２：ボルト                        ２３：スリット
２４：陰影部                              ２５：切込み
２６：ボルト孔                            ２７：線材
２８：環状突出部                          ２９：ガラス繊維ストランド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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